Question

下列兩題分別對應于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實驗化學”兩個選修課程模塊的內(nèi)容，請你選擇其中一題作答，如果兩題全做，則按A題評分。

A．（12分）【物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

1915年諾貝爾物理學獎授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他們用X射線對晶體結(jié)構(gòu)的分析所作的貢獻。

⑴科學家通過X射線探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶體結(jié)構(gòu)相似，其中三種晶體晶格能數(shù)據(jù)如下表：

晶體	NaCl	KCl	CaO
晶格能／(kJ·mol－1)	786	715	3 401

4種晶體NaCl、KCl、MgO、CaO熔點由高到低的順序是  ▲  。

⑵科學家通過X射線推測膽礬中既含有配位鍵，又含有氫鍵，其結(jié)構(gòu)示意圖可簡單表示如下，其中配位鍵和氫鍵均采用虛線表示。

①寫出基態(tài)Cu原子的核外電子排布式  ▲  ；金屬銅采用下列  ▲  （填字母代號）堆積方式。

 

                A              B             C              D

②寫出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡式（必須將配位鍵表示出來）  ▲  。

③水分子間存在氫鍵，請你列舉兩點事實說明氫鍵對水的性質(zhì)的影響  ▲  。

④SO₄^2－的空間構(gòu)型是  ▲  。

B．（12分）【實驗化學】

硫酸亞鐵銨的化學式為(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O，又名莫爾鹽，是分析化學中常見的還原劑。某化學研究小組設(shè)計如下實驗來制備莫爾鹽并測定硫酸亞鐵銨的純度。

步驟一：鐵屑的處理與稱量。在盛有適量鐵屑的錐形瓶中加入Na₂CO₃溶液，加熱，過濾、洗滌、干燥、稱量，質(zhì)量記為m₁。

步驟二：FeSO₄的制備。將上述鐵屑加入到一定量的稀H₂SO₄中，充分反應后過濾并用少量熱水洗滌錐形瓶和濾紙。濾液及洗滌液完全轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中。濾渣干燥后稱重，質(zhì)量記為m₂。

步驟三：硫酸亞鐵銨的制備。準確稱取所需質(zhì)量的(NH₄)₂SO₄加入“步驟二”中的蒸發(fā)皿中，緩緩加熱一段時間后停止，冷卻，待硫酸亞鐵銨結(jié)晶后過濾。晶體用無水乙醇洗滌并自然干燥，稱量所得晶體質(zhì)量。

步驟四：用比色法測定硫酸亞鐵銨的純度。

回答下列問題：

⑴步驟三中稱取的(NH₄)₂SO₄質(zhì)量為  ▲  。

⑵①鐵屑用Na₂CO₃溶液處理的目的是  ▲  。制備FeSO₄溶液時，用右圖裝置趁熱過濾，原因是  ▲  。

②將(NH₄)₂SO₄與FeSO₄混合后加熱、濃縮，停止加熱的時機是  ▲  。

③比色法測定硫酸亞鐵銨純度的實驗步驟為：Fe^3＋標準色階的配制、待測硫酸亞鐵銨溶液的配制、比色測定。標準色階和待測液配制時除均需加入少量稀HCl溶液外，還應注意的問題是  ▲  。

④該實驗最終通過  ▲  確定硫酸亞鐵銨產(chǎn)品等級。

Answer 1

A．⑴MgO＞CaO＞NaCl＞KCl   

⑵①1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar] 3d¹⁰4s¹         C

② 

③水的熔、沸點較高，結(jié)冰時密度減小　　

④正四面體

解析:

A．本題涉及新增知識點“晶格能、核外電子排布、配位鍵、空間構(gòu)型”。（1）中晶格能大小決定于微粒半徑與電荷，而晶格能大小又直接影響熔點，Mg²⁺半徑小于Ca²⁺，MgO晶格能大，故熔點高。

（2）金屬銅的堆積方式為C，需要記憶；Cu²⁺配位數(shù)為4，所以為              ；氫鍵影響分子晶體的物理

性質(zhì)比如熔沸點、密度等；SO₄^2－中心原子S的雜化方式為SP³，有兩個配位鍵，故為正四面體，類似可以思考PO₄^3—、CO₃^2—的結(jié)構(gòu)，也可以從價電子對互斥考慮。